ЧАСТОТОМЕР

ЧАСТОТОМЕР прибор для измерения
частоты периодич. процессов (колебаний). Частоту механич. колебаний обычно
измеряют с помощью вибрационных механич. Ч. и электрич. Ч., используемых
совместно с преобразователями механич. колебаний в электрические. Простейший
вибрационный механич. Ч., действие к-рого осн. на резонансе,
представляет
собой ряд упругих пластин, укреплённых одним концом на общем основании.
Пластины подбирают по длине и массе так, чтобы частоты их собств. колебаний
составили некую дискретную шкалу, по к-рой и определяют значение измеряемой
частоты. Механич. колебания, воздействующие на основание Ч., вызывают вибрацию
упругих пластин, при этом наибольшая амплитуда колебаний наблюдается у
той пластины, у к-рой частота собств. колебаний равна (или близка по значению)
измеряемой частоте.

Рис. 1. Электромеханический вибрационный
частотомер: а - шкала (отмечается частота 50 ги,); 6 - схема
устройства; / - обмотка электромагнита; 2 - якорь электромагнита;
3
- основание частотомера; 4 - пружинящее крепление; 5-пластины.

Для измерения частоты электрич. колебаний
применяют электромеханич., электродинамич., электронные, электромагнитные,
магаитоэлектрич. Ч. Простейший электромеханический Ч. вибрационного типа
состоит из электромагнита и ряда упругих пластин (как в механич. Ч.) на
общем основании, соединённом с якорем электромагнита (рис. 1). Измеряемые
электрич. колебания подают в обмотку электромагнита; возникающие при этом
колебания якоря передаются пластинам, по вибрации к-рых определяют значение
измеряемой частоты. В электродинамических Ч. осн. элементом является лого-метр,
в
одну из ветвей к-рого включён колебательный контур, постоянно настроенный
на среднюю для диапазона измерений данного прибора частоту (рис. 2). При
подключении такого Ч. к электрич. цепи переменного тока измеряемой частоты
подвижная часть логометра отклоняется на угол, пропорциональный сдвигу
фаз между токами в катушках логометра, к-рый зависит от соотношения измеряемой
частоты и резонансной частоты колебат. контура. Погрешность измерений электродинамич.
Ч. 10^-1-5·10^-2.

Рис. 2. Схема электродинамического
частотомера: К - неподвижная катушка логометра из двух одинаковых
частей для создания равномерного магнитного поля; Ки
Кподвижные
катушки, жёстко скреплённые под углом 90 ° и взаимодействующие с катушкой
К',
С, L, R - электрические ёмкость, индуктивность и сопротивление колебательного
контура; Ci- конденсатор. обеспечивающий сдвиг фаз (90°) между U и
I- напряжение, частота к-рого измеряется; I и I-
токи в ветвях логометра.

Частоту электромагнитных колебаний
в диапазоне радиочастот и СВЧ измеряют при помощи электронных Ч. (волномеров)
- резонансных, гетеродинных, цифровых и др.

Действие резонансного Ч. осн. на сравнении
измеряемой частоты с частотой собств. колебаний электрич. контура (или
резонатора СВЧ), настраиваемого в резонанс с измеряемой частотой. Резонансный
Ч. состоит из колебат. контура с петлёй связи, воспринимающей электромагнитные
колебания (радиоволны), детектора, усилителя и
индикатора
резонанса
(рис. 3). При измерении контур настраивают при помощи калиброванного конденсатора
(или поршня резонатора в диапазоне СВЧ) на частоту воспринимаемых электромагнитных
колебаний до наступления резонанса, к-рый регистрируют по наибольшему отклонению
указателя индикатора. Погрешность измерений таким Ч. 5*10^-3-5*10^-4.
В гетеродинных Ч. измеряемая частота сравнивается с известной частотой
(или её гармониками) образцового генератора - гетеродина. При подстройке
частоты гетеродина к частоте измеряемых колебаний на выходе

Рис. 3. Схема электрического резонансного
частотомера: LCB - петля (виток) связи; L, С - колебательный контур
(С - калиброванный конденсатор переменной ёмкости); Д - детектор (полупроводниковый
диод); У - усилитель; И - индикатор (микроамперметр, милливольтметр).

смесителя (где происходит сравнение
частот) возникают биения, к-рые после усиления индицируются стрелочным
прибором, телефоном или (реже) осциллографом. Относит, погрешность гетеродинных
Ч.5*10^-4-5*10^-6.

Широкое применение получили цифровые
Ч., принцип действия к-рых заключается в подсчёте числа периодов измеряемых
колебаний за определённый промежуток времени. Электронно-счётный Ч. состоит
из формирующего устройства, преобразующего синусоидальное напряжение измеряемой
частоты в последовательность однополярных импульсов, временного селектора
импульсов, открываемого на определённый промежуток времени (обычно от 10^-4
до 10 сек), электронного счётчика, отсчитывающего число импульсов
на выходе селектора, и цифрового индикатора. Совр. цифровые Ч. работают
в диапазоне частот 10^-4 - 10⁹ гц;
относит,
погрешность измерения 10^-9 - 10^-11; чувствительность
10^-2 в. Такие Ч. используются преим. при испытаниях радиоаппаратуры,
а с применением различных измерительных преобразователей - для измерения
темп-ры, вибраций, давления, деформаций и др. физ. величин.

Разновидностью образцовых Ч. высшей
точности являются эталоны и стандарты частоты, погрешность к-рых лежит
в пределах 10^-12-5 · 10^-14. Измерителем частоты вращения
валов машин и механизмов служит тахометр.

Лит.: Мирский Г. Я., Радиоэлектронные
измерения, 3 изд., M., 1975; К у ш н и р Ф. В., Радиотехнические измерения,
3 изд., M., 1975. E. Г. Билык.